Daño permanente a PIC16F877A

Supongo que a partir de su descripción, se está dañando la MCU y al reemplazar la MCU se soluciona el problema.

A mi me parece un problema de diseño, que no está capturado en su esquema.

Sin más información, sugeriría agregar resistencias en serie en las líneas CLOCK y DATA, quizás alrededor de 1K (dependiendo de cuán alta sea la frecuencia del reloj). El 74HC164s puede estar tirando de esas líneas por debajo del suelo cuando las corrientes de segmento alto cambian.

En lugar de hacerlo a ciegas, puede colocar un osciloscopio en esas líneas y ver si hay transitorios que excedan los límites de la fuente de alimentación en cualquier dirección. Dichos transitorios pueden provocar el bloqueo de la MCU y la destrucción de la corriente de la fuente de alimentación puede ocurrir.

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Sí, su diseño es bastante horrible, en particular las conexiones de energía son finas, largas y sinuosas, por lo que tienen mucha inductancia. Un tablero de 2 capas o de 4 capas sería mucho mejor, pero por supuesto eso cuesta dinero.

¿Sus clientes reprograman el PIC? Una vez en mi oficina tuvimos un problema donde casi todas las máquinas empezaron a fallar en la programación. El problema resultó ser que el encabezado de programación no estaba codificado, y en esta máquina en particular, tenía que alcanzar y enchufar el encabezado donde realmente no se puede ver. Si usted conectó el encabezado solo así (creo que uno por uno en una dirección). Entonces la tensión de programación freiría el PIC. Tuvimos que reemplazar la foto en casi todos los tableros, puse encabezados de programación codificados en todo después de eso.

También veo que no tiene ningún tipo de protección estática en este tablero. Intente cortar el protector de un encendedor de barbacoa y remendar su diseño (desde fuera de la caja si se envía con uno), y ver si eso causa el problema. O use una varita de prueba ESD costosa si tiene una (que nunca tengo).